2013-2014学年北京师大附中高三（上）期中物理试卷（教师版）

2013-2014学年北京师大附中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（每小题3分，共24分）1（3分）（2013秋宣武区校级期中）如果一个物体受到不为零的恒定合力作用，则它可能做以下哪种运动（）A匀速直线运动B匀速圆周运动C匀变速曲线运动D简谐运动考点：物体做曲线运动的条件菁优网版权所有分析：一个物体受到不为零的恒定合力作用，不可能做匀速直线运动根据合力与速度方向的关系分析运动情况解答：解：A、物体存在合力，加速度是个恒定的值，所以不可能做匀速直线运动或匀速圆周运动故AB错误 C、若合力与原速度方向不在同一直线上，物体的合力恒定，而且与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动故C正确 D、若合力与原速度方向在同一直线上，物体的合力与速度在同一直线上，则物体做匀变速直线运动，不可能做简谐运动故D错误故选：C点评：本题考查分析物体的受力情况和运动情况的能力物体在几个力作用下匀速直线运动时，其中任何一个力与速度方向可以成任意夹角，要考虑所有可能的情况，不能遗漏2（3分）（2014秋浉河区校级期末）就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是（）A采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的考点：惯性菁优网版权所有分析：惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关惯性是物体的特性，不是力解答：解：A、采用了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，不是由于使小质量的物体获得大惯性，是由于功率增大的缘故故A错误B、射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小，子弹的惯性没有变化故B错误C、货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，会改变它的惯性故C正确D、摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，改变向心力，防止侧滑，而人和车的惯性并没有改变故D错误故选C点评：本题关键抓住决定惯性的因素：物体的质量，与物体所处的运动状态，只有改变物体的质量才能改变物体的惯性3（3分）（2013秋宣武区校级期中）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时a、b均静止弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力fa0，b所受摩擦力fb=0现将左侧细绳剪断，则剪断瞬间（）Afa大小方向都不改变Bfa方向可能改变Cfb0，方向可能向左Dfb0，方向可能向右考点：牛顿第二定律；胡克定律菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：对初始状态进行受力分析，剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力未发生变化，根据此时物体的受力情况确定摩擦力的大小和方向解答：解：A、开始，a在水平方向上受绳子拉力、弹簧的弹力还有摩擦力处于平衡，剪断绳前a受的静摩擦力可能向左也可能向右，左侧细绳剪断的瞬间，a受两个个力作用，弹簧弹力与摩擦力，剪断绳子瞬间，弹簧弹力不变，弹力向右，则剪断绳后a受的静摩擦力一定向左，如果开始时摩擦力向左，则fa的方向不变，大小减小；如果开始摩擦力方向向右，则剪断绳子后摩擦力的方向改变，故A错误，B正确；C、开始，b受弹簧的弹力和绳子的拉力处于平衡，左侧细绳剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，b的受力情况不变，仍受到弹簧的弹力和绳子的拉力作用而处于平衡，fb=0，故CD错误；故选：B点评：本题属于牛顿第二定律的瞬时问题，对物体正确受力分析，分析清楚绳子剪断前后物体的受力情况即可正确解题，本题解题关键是：知道剪断细绳的瞬间，弹簧的弹力不变4（3分）（2013福建）如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是（）ABCD考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系菁优网版权所有专题：振动图像与波动图像专题分析：由题，波源形成向右和向左传播的两列横波，左右具有对称性，根据t=0.6与周期的关系，分析形成的波形的长度，分析波源的状态，即可确定图象解答：解：由题，该波的周期为T=0.4s，则时间t=0.6s=1.5T，向左和向右分别形成1.5个波长的波形由于波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，则t=0.6时的振动方向沿y轴负方向，故C正确故选：C点评：本题的解题关键是抓住对称性，分析波源振动状态和波形的长度，即可得到答案5（3分）（2014海淀区模拟）如图甲所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，若重力加速度g取10m/s2根据图乙中所提供的信息不能计算出（）A物体的质量B斜面的倾角C物体能静止在斜面上所施加的最小外力D加速度为6 m/s2时物体的速度考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系，然后结合图象得出相关信息解答：解：对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向：Fcosmgsin=ma y方向：NFsinGcos=0 解得从图象中取两个点（20N，2m/s2），（30N，6m/s2）代入式解得m=2kg，=37因而AB可以算出；当a=0时，可解得F=15N，因而C可以算出；题中并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小，因而D不可以算出；本题选不能算出的故选D点评：本题关键对物体受力分析后，根据牛顿第二定律求出加速度与力F的关系式，结合图象讨论6（3分）（2014春迎泽区校级期中）人造卫星绕地球只受地球的引力，做匀速圆周运动，其轨道半径为r，线速度为v，周期为T为使其周期变为8T，可采用的方法有（）A保持轨道半径不变，使线速度减小为B逐渐减小卫星质量，使轨道半径逐渐增大为4rC逐渐增大卫星质量，使轨道半径逐渐增大为8rD保持线速度不变v，将轨道半径增加到8r考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题：人造卫星问题分析：根据万有引力提供向心力，得出周期与轨道半径的关系，从而进行分析解答：解：A、根据万有引力提供向心力，保持轨道半径不变，则线速度的大小不变故A、D错误B、根据得，T=，轨道半径增大为4r，则周期增大为8T，与卫星的质量无关故B正确C、根据得，T=，轨道半径增大为8r，则周期增大为16T故C错误故选：B点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、周期与轨道半径的关系7（3分）（2013秋宣武区校级期中）质量为m1=1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其xt图象如图所示，则（）A此碰撞一定为弹性碰撞B被碰物体质量为2kgC碰后两物体速度相同D此过程有机械能损失考点：动量守恒定律菁优网版权所有专题：动量定理应用专题分析：根据xt图象斜率求出各自的速度，根据碰撞过程中动量守恒即可求解m2；根据碰撞前后机械能是否守恒判断是否为弹性碰撞即可解答：解：由图象可知，碰撞前m2是静止的，m1的速度为：v1=4m/s，碰后m1的速度为：v1=m/s=2m/s，m2的速度为：v2=2m/s，两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：m1v1=m1v1+m2v2，即：14=1（2）+m22，解得：m2=3kg；碰撞前总动能：Ek=Ek1+Ek2=m1v12+m2v22=142+302=8J，碰撞后总动能：Ek=Ek1+Ek2=m1v12+m2v22=1（2）2+322=8J，碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故A正确，BCD错误；故选：A点评：本题主要考查了动量守恒定律得应用，要知道判断是否为弹性碰撞的方法是看机械能是否守恒，若守恒，则是弹性碰撞，若不守恒，则不是弹性碰撞8（3分）（2013秋宣武区校级期中）如图，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m、M间及M与地面的接触面均光滑开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的全部运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度对于m、M和弹簧组成的系统，下列说法中正确的有（）由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒；当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M各自的动能最大；由于F1、F2大小不变，所以m、M各自一直做匀加速运动；由于F1、F2等大反向，故系统的总动量始终为零ABCD考点：动量守恒定律菁优网版权所有专题：动量定理应用专题分析：F1和F2等大反向，但是由于它们的位移不同，所以做的功的大小不同，当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，物体受到的合力的大小为零，此时物体的速度的大小达到最大，再根据物体的运动状态可以判断物体加速度的变化解答：解：由于F1、F2对系统做功之和不为零，故系统机械能不守恒，故错误；当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，M和m受力平衡，加速度减为零，此时速度达到最大值，故各自的动能最大，故正确；由于弹力是变化的，m、M所受合力是变化的，所以不会做匀加速运动，故错误；对A、B和弹簧组成的系统所受合外力为零，因此系统动量守恒，始终为零，故正确故D正确故选：D点评：本题涉及到弹簧，功、机械能守恒的条件、力和运动的关系等较多知识题目情景比较复杂，全面考查考生理解、分析、解决问题的能力二、不定项选择题（每小题4分，共24分）9（4分）（2013鄞州区校级一模）如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以速度v1、v2做逆时针转动时（v1v2），绳的拉力大小分别为F1、F2；若剪断细绳后，物体到达左端经历的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是（）AF1F2BF1=F2Ct1一定大于t2Dt1可能等于t2考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：物块处于静止状态，根据共点力平衡求出绳子的拉力大小，从而进行比较，结合物块在传送带上的运动规律，结合运动学公式比较运动的时间解答：解：A、物块始终处于静止，受力平衡设传送带对物体的支持力大小为N，水平方向有Fcos=f，竖直方向有N=mgFsim，f=N，得绳子的拉力F=，与速度大小无关故A错误，B正确C、若剪断细绳后，物体的加速度大小为a=g，若物体始终匀加速到达左端，根据t=fracva知，时间相同物体也可能先做匀加速直线运动，达到传送带速度后做匀速直线运动，时间可能不等，可能相等故C错误，D正确故选：BD点评：解决本题的关键知道物块在传送带上可能一直做匀加速直线运动，也可能先做匀加速直线运动，达到传送带速度后，做匀速直线运动10（4分）（2014沙坪坝区校级模拟）如图所示，小木块P和长木板Q叠放后静置于光滑水平面上P、Q的接触面是粗糙的用足够大的水平力F拉Q，P、Q间有相对滑动在P从Q左端滑落以前，关于水平力F的下列说法中正确的是（）AF做的功大于P、Q动能增量之和BF做的功等于P、Q动能增量之和CF的冲量大于P、Q动量增量之和DF的冲量等于P、Q动量增量之和考点：动能定理的应用；动量定理菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：对系统研究，根据能量守恒定律判断F做功的大小与P、Q动能增量之和对系统研究，运用动量定理判断F的冲量与P、Q动量增量之和解答：解：以P、Q系统为对象，根据能量守恒定律守恒得，拉力做的功等于P、Q动能增量与摩擦生热之和故A正确，B错误C、由于一对作用力和反作用力在同样时间内的总冲量一定为零，因此系统内力不改变系统总动量，因此F的冲量等于P、Q动量增量之和故C错误，D正确故选：AD点评：本题考查了能量守恒定律和动量定理的运用，该定律和定理是高考常见的题型，平时的学习中需加强训练11（4分）（2013秋宣武区校级期中）如图所示，质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变由静止释放小球，它运动到O点正下方B点间的竖直高度差为h，速度为v下列说法正确的是（）A由A到B小球的机械能减少B由A到B重力势能减少C由A到B小球克服弹力做功为mghD小球到达B时弹簧的弹性势能为mgh考点：功能关系；功的计算；重力势能菁优网版权所有专题：功的计算专题分析：小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能，由机械能守恒条件可知小球是否机械能守恒；由重力做功量度重力势能的变化由弹簧弹力做功量度弹性势能的变化解答：解：A、由A到B的过程中，小球受弹簧的弹力做功，故小球的机械能减小；故A正确；B、由A到B的过程中小球受重力及弹力做功，由动能定理可得：mghW=mv2；故小球克服弹力做功W=mghmv2；mgh不一定等于mv2；故BC错误；D、D、弹簧弹力做功量度弹性势能的变化所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mghmv2，故D正确故选：AD点评：本题要注意我们研究的系统是小球而不是小球与弹簧，若说明是小球与弹簧系统则机械能守恒；而只对小球机械能是不定恒的要求熟悉功能的对应关系12（4分）（2014吉林二模）如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，重力加速度为g下列判断正确的是（）A整个过程物块受的支持力垂直于木板，所以不做功B物块所受支持力做功为mgLsinC发生滑动前摩擦力逐渐增大D整个过程木板对物块做的功等于物块机械能的增大考点：动能定理的应用；机械能守恒定律菁优网版权所有专题：动能定理的应用专题分析：当缓慢提高木板时，会导致物块受到的支持力发生变化，则不能再根据功的定义去算支持力对物块做的功，可以由动能定理结合重力做功，可求出支持力做功大小在此过程中，静摩擦力始终与运动方向垂直，所以静摩擦力不做功当物块滑动后，可由动能定理求出滑动摩擦力做的功解答：解：A、缓慢转动过程A做圆周运动时，支持力对物块做正功，当停止转动木块后，支持力不做功故A错误B、木板从水平转到角的过程，静摩擦力始终与轨迹切线方向垂直，不做功，对A运用动能定理得：WN+WG=0，即得 WN=WG=mgLsin，故B正确C、滑动前，由平衡条件可知：摩擦力f与重力的下滑分力平衡，则有 f=mgsin，随着增大，f逐渐增大；故C正确D、全过程对A用机械能定理，木板对物块的作用力（支持力和摩擦力的合力）是重力以外的唯一外力，它做的总功等于物块机械能的增大故D正确故选：BCD点评：本题判断力做功时，是注意区分力是恒力还是变力，当力是恒定时，除可由力与力的方向位移求出功外，还可以由动能定理来确定；当力是变化时，则只能由动能定理来求出力所做的功13（4分）（2013秋宣武区校级期中）如图所示，内壁光滑的细管做成的竖直面内的圆形轨道，管的直径远小于轨道半径r，一个小球（质量为m）在管内做完整的圆周运动，A为最低点，B为最高点，下面说法正确的是（）A小球在B点的最小速度为B小球在A点的速度最小为2C小球在A点受到细管的弹力可能小于重力D小球在B点受到细管的弹力可能超过重力考点：向心力菁优网版权所有专题：匀速圆周运动专题分析：球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点的最小速度为零根据小球到达最高时的速度，由牛顿第二定律分析小球通过最高点时受到的作用力方向小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力解答：解：A、最高点的弹力方向可以向上也可以向下，因此最小速度为vB=0，故A错误；B、从A到B根据动能定理得：，解得：A点最小速度vA=2，故B正确；C、小球在A点受到的合力必须向上，弹力一定大于重力，故C错误；D、在B点速度为 时弹力为零，当vB后，速度越大向下的弹力也越大，当vB超过 时，弹力将超过重力，故D正确故选：BD点评：小球在圆管中运动类型与轻杆模型相似，属于有支撑物的类型，小球到达最高点临界速度为零14（4分）（2013秋宣武区校级期中）把皮球从地面以某一初速度竖直上抛，经过一段时间后皮球又落回抛出点，上升最大高度的一半处记为A点以地面为零势能面设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比，则（）A皮球上升过程中的克服重力做功等于下降过程中重力做功B皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量C皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等D皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方考点：动能定理的应用；竖直上抛运动；动量定理菁优网版权所有专题：动量定理应用专题分析：对小球运动的全程应用动能定理及动量定理进行分析，根据图象明确其下降的位移及时间，则可明确动量及重力做功等物理量的变化情况解答：解：A、小球在上升和下降过程中，由于运动的高度相同，故重力做的功大小相同，故A正确；B、小球往返运动先后通过同一位置过程中用动能定理，重力做功为零，阻力做负功，因此一定有vv，因此上升过程的平均速度一定大于下降过程的平均速度，上升时间小于下降时间，即上升过程重力冲量较小；故B错误；C、右图第一、第四象限中阴影部分的面积表示上升和下降过程的位移大小相等方向相反；若将纵坐标改为f，由于fv，因此第一、第四象限中阴影部分的面积仍相等，其物理意义为上升、下降过程阻力的冲量等大反向；故C正确；D、设下降h1后离地面的高度为h2，下降h1过程克服阻力做功，因此mgh1Ek，而Ek=mgh2，因此h1h2，即该点在中点下方；故选：ACD点评：本题采用了图象法进行分析，由解答过程可以得出图象法应用恰当，可以起到事半功倍的效果，应注意应用三、计算题（共52分）15（9分）（2014秋天宁区校级期中）在距地面10m高处，以10m/s的初速度抛出一个质量为1kg的物体，已知初速度方向与水平方向成37仰角以地面为重力势能的参考平面，取g=10m/s2求：（1）抛出瞬间物体的机械能是多少？（2）若不计空气阻力，自抛出到最高点，重力对物体做功为多少？（3）若物体落地时的速度大小为16m/s，飞行过程中物体克服阻力做的功是多少？考点：动能定理的应用；功的计算菁优网版权所有专题：功的计算专题分析：（1）取地面为参考平面，则可确定物体的重力势能；由动能公式求出动能，则可求得物体的机械能；（2）由动能定理可求得物体在上升过程重力所做的功；（3）已知初末动能，则由动能定理可求得物体在飞行过程中克服阻力所做的功解答：解：（1）物体的重力势能为：EP=mgh=11010=100J；物体的动能为：EK=mv2=1100=50J；则机械能为：E=EP+EK=100+50J=150J；（2）将物体的初速度分解为水平和竖直两个方向，则水平方向速度为：vx=vcos37=100.8=8m/s；因小球在运动过程中，水平速度不变；由动能定理可知，在物体上升过程中：WG=mvx2mv02=18J；（3）对全程由动能定理可知：WGWf=mv22mv02=1（162102）=78J；则Wf=mgh78=101078=22J；答：（1）抛出点的机械能为150J；（2）重力对物体做的功为18 J （3）飞行过程中物体克服重力所做的功为22 J点评：本题中要注意应用运动的合成和分解求出最高点的速度，再注意应用动能定理求解做功16（9分）（2012秋芜湖校级期末）如图所示，在倾角=30的固定斜面上，跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端，另一端被坐在小车上的人拉住，已知人的质量m=60kg，小车的质量M=10kg，绳及滑轮的质量，滑轮与绳间的摩擦均不计，斜面对小车的摩擦阻力为小车总重的0.1倍，斜面足够长，当人以280N的力拉绳时，求：（1）人与车一起运动的加速度的大小；（2）人所受的摩擦力的大小和方向；（3）某时刻人和车沿斜面向上的速度大小为3m/s，此时人松手，则人和车一起滑到最高点时所用的时间考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；滑动摩擦力；牛顿运动定律的应用-连接体菁优网版权所有专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）对人和车整体受力分析，受到重力、支持力、拉力和摩擦力，根据牛顿第二定律列方程求解即可；（2）对人受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，假设静摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律列方程求解出摩擦力，如果为正值，则假设成立，如果为负值，则与假设方向相反；（3）先对人和车整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解出加速度，再结合运动学公式列式求解解答：解：（1）将人和车看做整体，受拉力为2802=560N，总重为（60+10）10=700N，受阻力为7000.1=70N，重力平行于斜面的分力为 700sin30=350N，则合外力为F=56070350=140N则根据牛顿第二定律，加速度为a=2m/s2即人与车一起运动的加速度的大小为2m/s2（2）人与车有着共同的加速度，所以人的加速度也为2m/s2，对人受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，假设静摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律，有ma=T+fmgsin30代入数据解得：f=140N即人受到沿斜面向上的140N的摩擦力（3）失去拉力后，对人和车整体受力分析，受到重力、支持力和沿斜面向下的摩擦力，根据牛顿第二定律，沿斜面的加速度为 根据速度时间公式，有即人和车一起滑到最高点时所用的时间为0.5s点评：本题关键是对小车和人整体受力分析，然后根据牛顿第二定律求解出加速度，再对人受力分析，根据牛顿第二定律列式求解出车对人的摩擦力17（9分）（2013秋宣武区校级期中）劲度系数为k的轻弹簧上端固定一只质量为m的小球，向下压小球后从静止释放，小球开始做简谐运动该过程小球的最大加速度是2.8g（g为重力加速度）求：（1）简谐运动的振幅大小A；（2）当小球运动到最低点时，小球对弹簧弹力F的大小和方向；（3）若弹簧原长为L，则振动过程中弹簧的最大长度L是多少？考点：简谐运动的回复力和能量菁优网版权所有专题：简谐运动专题分析：（1）在当位移为振幅A时，加速度最大，根据牛顿第二定律列式求解即可；（2）当小球运动到最低点时，受重力和支持力，根据牛顿第二定律列式求解；（3）当振子处于最大高度时，弹簧的长度最大解答：解：（1）简谐运动的回复力为：F=kx；在当位移为振幅A时，加速度最大，根据牛顿第二定律，有：kA=mam解得：A=（2）右图中红色弹簧表示弹簧处于原长L，蓝色弹簧表示平衡位置，最低点B处，根据牛顿第二定律，有：kx1mg=mam因此：kx1=3.8mg弹簧被压缩，小球对弹簧的弹力方向竖直向下；（3）由图知最高点弹簧处于伸长状态，其伸长量：x2=Ax0最大长度为：L=L+x2=L+Ax0=L+=L+；答：（1）简谐运动的振幅大小A为；（2）当小球运动到最低点时，小球对弹簧弹力F的大小为3.8mg，方向竖直向上；（3）若弹簧原长为L，则振动过程中弹簧的最大长度L是L+点评：本题考查了简谐运动的对称性，关键根据胡克定律并结合几何关系列式分析，不难18（12分）（2013秋宣武区校级期中）利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源水的密度=1103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0=1103W/m2，地球半径为R=6.4106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2（1）写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式；（2）发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.6倍）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了太阳能发电站求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小（答案保留两位有效数字）；（3）三峡水电站水库面积约为S=1109m2，平均流量Q=1.5104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率1=60%在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为2=20%，将电能输送到地面的过程要损失50%若要使（2）中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率，卫星上太阳能电池板的面积应为多大？（保留一位有效数字）考点：光的折射定律菁优网版权所有专题：光的折射专题分析：（1）太阳光照射到地球表面的有效面积等于赤道横截面的圆面积；（2）根据万有引力定律列方程求解；（3）根据公式W=pt，结合能量守恒定律列方程解答：解：（1）如右图所示，地球表面接受太阳光照射的有效面积是投影面积，则：太阳光照射到地球表面的总功率P=sp0=R2P0；（2）设距离地心为r处的向心加速度为g，根据万有引力提供向心力：G=ma向地球表面处物体所受的万有引力近似等于重力：G=mg联立得：a向=（）210m/s20.23m/s2；（3）三峡发电每秒提供的重力势能为：Qgh，提供的平均电功率为：Qgh1；太阳能电站每秒接收的太阳能